汽车空调工作原理图Word下载.docx

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汽车空调技术发展直到现在，其功效已经日趋完善，能对车室举行制冷，采暖，通风换气，除霜（雾），空气净化等。

我国空调财产发长速度虽然较快，可是目前海内车用空调系统出产基本上仍是处于引进技术与开发、研究并举的阶段。

　　　　1.2汽车空自吸泵原理图调的独特的地方

　　　　汽车空调使用的特殊性，决议了它在结构、质料、安装、安插、设计、技术要求等方面与平凡空调，如建筑物空调，有着较大的不同：

　　　　1）在动力源措置惩罚上，车用空调压缩机只能接纳开启式的结构型式，这就带来空调系统轴封要求高，制冷剂容易泄漏的问题。

　　　　2）作为空调的对象，汽车车室容积狭小，职员密布，其热、湿负荷大，气流漫衍难以均匀，要求所选配的车用空调机组制冷量要大，能降低温度快速。

　　　　3）当车用空调装置耗损汽车主发动机的动力时，必需考虑其对汽车动力也操纵性能的影响，也必需考虑车速变化幅度大或变化频繁，给空调系统制冷剂流量控制、制冷量控制、系统设计带来的影响。

　　　　4）汽车自己结构非常紧凑密切，可供安装空调装备感觉空间极为有限，不仅对车用空调装置的形状、体积和质量要求较高，而且对其性能和选型也会带来影响自吸泵厂家。

　　　　5）汽车是运动中的物体，对汽车空调系统各组成器件的振动、噪声、安全、靠得住等方面的技术要求严格。

　　　　6）车用空调装置的结构、形状和安插，必需考虑其对汽车底盘、车身结构件及汽车行驶不变性、安全性的影响。

　　　　第二章　　课题的目的及现心意真实义

　　　　2.1课题主重要的条目的

　　　　本空调系统的国产化开发是按照浙江吉利轿车的要求举行系统仿造，本着通用性和互换性的原则而举行的。

本系统参照于日本威驰轿车空调系统，合用于小型轿车空调系统的开发。

　　　　压缩机总成的装配位置与原装系统不异，从头设计压缩机支架及涨紧机构，仍接纳V型塔轮。

　　　　风机、干燥器、电磁阀及各器件，位置和型号与威驰轿车原装系统选配不异。

　　　　管路走向及固定体式格局与原装基真不异，对接口尺寸按我公司标准做相应的修改。

　　　　第三章　吉利LG—1空调系统设计计算

　　　　3.1汽车空调的事情原理家用自吸泵

　　　　汽车空调系统接纳的是蒸汽压缩式制冷循环，图3.1为其事情原理图。

　　　　图3.1　汽车空调系统事情原理

　　　　1—压缩机　2—排气管　3—冷凝器　4—风扇　5、7——高压液管　6—干燥储液器8—膨胀阀　9—低压液管　10—蒸发器　11—鼓风机　12—感温包　13—吸气管

　　　　汽车空调制冷循环主要由下面所开列四个历程组成：

　　　　1）．压缩历程，低温抵压的制冷剂气体被压缩机吸入，并压缩成高温高压的制冷剂气体。

该历程的主要效用是压缩增压，以便气体液化。

这一历程是以耗损机械功作为赔偿的。

在压缩历程中，制冷剂状况不发发生变故化，而温度、压力不断上涨，形成过热气体。

　　　　2）.冷凝历程.制冷剂气体有压缩机排除后进入冷凝器。

此历程的独特的地方是制冷剂的状况发发生变故化，即压力和温度不变的情况下，由气体状态逐渐向液态转变。

冷凝后的制冷剂液体呈高温高压状况。

　　　　3）.节省膨胀历程，高温高压的制冷剂液体经膨胀阀节省降低温度降压后进自吸泵图片入蒸发器。

该历程的效用是制冷剂降低温度降压、调治流量、控制制冷能力。

其独特的地方是，制冷剂经膨胀阀时，压力、温度急速下降，由高温高压液体酿成低温低压液体。

　　　　4）.蒸发历程，制冷剂液体经膨胀阀降低温度降压后进入蒸发器，吸热制冷后从蒸发器出口被压缩机吸入。

此历程的独特的地方是制冷剂状况有液态变化成气体状态，此时压力不变。

节省后，低温低压液态制冷剂在蒸发器中不断吸收气化潜热，既吸收车内的热量又酿成低温低压的气体，该气体又被压缩机吸入在举行压缩。

　　　　压缩机直接由发动机驱动，制冷剂经压缩机做功后酿成高温、高压的蒸汽输出到冷凝器，冷凝器风扇使流经冷凝器的蒸汽温度降低，高温高压蒸汽冷凝成为较高温度的达到最高限度过冷液体，通太高压液管流入干燥储液器，经干燥和过滤后，流过膨胀阀。

通过膨胀阀的节省效用，制冷剂自吸泵厂家酿成湿蒸汽而进入蒸发器，在定压下吸收空气中的热量而气化（从而使流经蒸发器的空气的温度降低成为寒气，并通过鼓风机送入车内，降低车内的气温）。

气化后的制冷剂酿成低温低压的过热蒸气，其又进入压缩机举行压缩。

此即完成为了汽车空调的一个制冷循环。

通过制冷剂这样循环往复地循环，即使成为事实了车箱内制冷的目的。

　　　　3.2对微弛空调系统举行数值收罗

　　　　本系统为仿造系统，形状尺寸于原装系统基真至关。

　　　　散热板及翅片示意图，因为为仿造所以丈量尺寸不够精准，所以其各部分数值均

　　　　需要验算。

　　　　1、蒸发器设计

　　　　散热板：

　宽Wt=58mm，高Ht=2.5mm，铝板厚δt=0.5mm。

　　　　可得：

　　　　内部流道尺寸　hH=Ht—2δt=1mm

　　　　Wh=Wt—2δt=57mm

　　　　翅片：

　宽度Wf=58mm，高度Hf=8mm，厚δt=0.1mm。

翅片角度αl=36o，间距Lf=2mm。

　　　　2、冷凝器设计

　　　　冷凝器选用平行流式，散热层多孔扁管和翅片结构尺寸：

　　　　翅片宽度16mm，高度8mm，厚度0.135mm，翅片间距1.5mm，百页窗角度27℃，扁管外壁面高度2mm，宽度16mm，分4个流层，扁汽车空调事情原理图管数目依次是14-9-7-5。

取迎面风速4.5m/s。

　　　　3．其他部分因为自己没接纳进口件，而且对本公司来讲主如果选配。

所以没有仿造微弛。

　　　　空调系统设计计算

　　　　3.3空调系统热负荷计算

　　　　为了消弭车室内多余热量以维持温度恒定，所需要向车室内供应的冷量称为冷负荷。

为了消弭车室内多余湿量以维持车室内相对湿润程度恒定，所需祛除的湿量称为湿负荷。

汽车空调热湿负荷的计算，是确定送风量和不错选者空调装置的依据。

　　　　1．空调系统冷负荷计算

　　　　本系统设计主如果估算冷负荷，以便压缩机的选配和两器的设计，本设计中主如果针对压缩机的选配，我们接纳较容易确定的太阳辐射热QS和玻璃渗入热QG，她们的总合占系统的70%。

便可得总负荷，为了安全再取k=1.05的修正系数。

　　　　轿车一般的工况条件：

　　　　冷凝温度tc=63°

，膨胀阀前制冷剂过冷温度△tsc=5°

，蒸发器出口制冷剂气体过家用自吸泵热度△tsh=5，压缩机吸气温度ts=10°

，室内温度t0=27°

，轿车正常行驶速度ve=40km/h，压缩机正常转速n=1800r/min.

　　　　太阳辐射热的确定

　　　　因为太阳映射，汽车车身温度升高，在温差的效用下，热量以导热体式格局传如车室内，太阳辐射是由直射或散射辐射构成，车体外表面因为太阳辐射而提高了温度，同时向外反射辐射热，是以，车体外表面所受的辐射强度按下式计算：

　　　　Q1=（IG+IS-IV）F=（IG+IS）F

　　　　其中　——表面吸收系数，深色车体取=0。

9，淡色车体取=0。

4；

　　　　IG——太阳直射辐射强度，取IG=1000W/m2

　　　　IS——太阳散射辐射强度，取IS=40W/m2

　　　　IV——车体表面反射辐射强度，单位为W/m2

　　　　F——车体外表平面或物体表面的大，单位为m2，实测F=1.2m2

　　　　可将太阳辐射强度化成至关的温度情势，与室外气温叠加在一路，构成天空辐射表面的综合温度tm。

对车身维护结构由太阳辐射和映射热对流换热两不部分热量组成：

　　　　Qt=[a（tm-t0）+（tm-ti）]*F

　　　　式中：

　　　　Qt——太阳辐射及太阳映射得热量，单位为W；

　　　　a——室外空气与日照表面临流放热系数，单位为W/m2K

　　　　tm——日照立式自吸泵表面的综和温度，单位为°

C。

　　　　K——车体围护结构对室内的导热系数，单位为W/m2K；

　　　　to——车室外设计温度，取为35°

C。

　　　　ti——车室内设计温度，取为27°

　　　　应接纳对流换热推测式求解，可是因为车速变化范围大，车身外表面复杂，

　　　　难以精确计算，一般接纳类似计算公式：

　　　　=1.163（4+12）

　　　　Wc是汽车行驶速度，可以接纳40km/h计算：

　　　　代入上式得：

　　　　a=51.15W/（m2k）

　　　　取K=4.8W/（㎡?

K），ε=0.9，I=IG+IS=1040W，因为=所以：

　　　　=　+

　　　　因为室表里温差半大，上式后项类似t　0，得：

　　　　=　+　=+35=51.73℃

　　　　所以可得：

=1145.58W。

　　　　玻璃窗渗入的热量Qb

　　　　太阳辐射通过玻璃窗时，一部分被玻璃吸收，提高了玻璃自己的温度，然后通过温差导热将热量导入车室内，另有大部分热量将通过玻璃直接射入车内，玻璃的渗入热量是由温差导热乎辐射热两部分组成。

　　　　=?

（-）+?

?

　　　　上式中，A－玻璃窗平面或物体表面的大，A=2.63m2；

　　　　K－玻璃窗的导热系数，K=6.4W/（m2K）；

　　　　tB－玻璃外表面温度，取车室外温度，35℃；

　　　　ti－车室外温度，27℃

　　　　C—玻璃窗遮阳系数，C=0.6

　　　　—非单层玻璃的勘正系数，=1

　　　　—通过单层玻璃的太阳辐射强度

　　　　qb=　+　　单位为（W/㎡）；

　　　　—通过玻璃窗的太空调事情原理图阳直射透射率，取=0.84

　　　　—通过玻璃窗的太阳散射透射率，取=0.08

　　　　将以上各参量代入式

　　　　Qb=1465.22W

　　　　制冷量的确定

　　　　Qg=（Qt+Qb）/70%=（1145.58+1465.22）/0.7=3729.7W

　　　　实际冷负荷

　　　　Qs=kQg=1.05*3729.7

　　　　=3916.19

　　　　故而，机组制冷量取Q0=4000W。

　便可

　　　　压缩机的选配

　　　　大部分汽车空调压缩机由发动机驱动，压缩机的转速与发动机呈一定的比例，在很大的范围内同步变化，再加上其固定是通过支架与发动机刚性的毗连，事情条件非常的差，是以对汽车空调压缩机有比家用空调压缩机更高的要求。

　　　　汽车空调制冷系统对压缩机的要求：

　　　　1．在设计选用压缩机时，应能包管在极端情况下任能具令人满意的降低温度性能。

　　　　2．有良好的低温性能，在怠速和底速运转时，具有较大的制冷能力和效率。

　　　　3．降低温度速率要快，即成员进入车室后，在最短的时间内餍足成员的恬静性要求。

　　　　4．压缩机内部运动机构应易于使成为事实变排量控制。

　　　　5．压缩机要具有高温高压的掩护性能。

　　　　6．压缩机在发动家用自吸泵机室内的安装位置应易于拆卸和维修。

　　　　7．因为汽车时常在波动的门路上高速行驶，而且压缩机又通过支架与发动机或底盘刚性的毗连，是以要求压缩机有良好的抗振性。

，蒸发器出口制冷剂气体过热度△tsh=5，压缩机吸气温度ts=10°

，室外温度ti=35°

，轿车正常行驶速度ve=40km/h，压缩机正常转速n=1800r/min.压缩机吸气管路的压降△PS=67.26KPa，压缩机排气管路压降△Pd=81KPa。

驾驶室热负荷Qh=3916.19W.

　　　　1．确定压缩机的的排大气的压力力，吸大气的压力力，排气比焓及温度

（1）根据制冷剂的蒸发温度te和冷凝温度tc，查表HFC134a达到最高限度状况下的热能功性质表，得其蒸发压力的冷凝压力分别为：

　　　　Pe=292.82Kpa　　，Pc=1803.9Kpa

（2）额定空调工况压缩机的排大气的压力力，认为高于制冷剂的冷凝压力81Kpa

　　　　即：

Pd=PC+△Pd=1803.9+81=1884.9KPa。

　　　　（3）压缩机的吸大气的压力力认为低于制冷剂的蒸发压力67.26KPa

Ps=Pe—△Pd=292.82—67.26=225.56KPa。

　　　　（4）根据PS和ts，查表HFC134a过热蒸气的热能功性质表得：

压缩机吸气口制冷剂比焓hs=407.952KJ/Kg，比体积υs=0.098914m3/Kg，比熵无密封自控自吸泵SS=1.7822KJ/（Kg?

K）。

　　　　（5）根据PS和SS，查HFC134a过热蒸气的热能功性质表得：

压缩机等比熵压缩终局的制冷剂比焓hds=455.813KJ/Kg。

　　　　（6）额定空调工况下压缩机的指示效率ηi为：

　　　　ηi=Te/Tc+bte=（5+273.15）/（60+273.15）+0.002×

0=0.835

　　　　（7）额定工况下，压缩机的排气比焓为：

　　　　hd=hs+（hds—hs）/ηi=407.952+（455.813—407.952）×

0.835=447.916KJ/Kg。

　　　　（8）根据Pd和hd，查HFC134a过热蒸气的热能功性质表得：

额定工况下压缩机的排气温度td=87.10℃。

　　　　2．计算额定空调工况制冷系统所需制冷量。

（1）根据以知条件，膨胀阀前制冷剂液身体的温度度t4/为：

　　　　t4/=tc—△tsc=63℃—5℃=58℃。

（2）蒸发器出口制冷剂气身体的温度度为：

　　　　t1=te+△tsc=5℃+5℃=10℃。

　　　　（3）按t4/查表有：

蒸发器进口制冷剂比焓h5/=279.312KJ/Kg，按t1和Pe查表有：

蒸发器出口制冷剂比焓h1=404.40KJ/Kg。

　　　　（4）在额定空调工况下，蒸发器的单位制冷量qe，s为：

　　　　qe，s=h1—h5/=404.40—279.312=125.1KJ/Kg。

　　　　（5）稳态工况，制冷系统所需制冷器应与车箱热负荷均衡，计算是应留有一定的余量，以考虑实际情况与车箱热负荷均衡是可能存在的差距。

设该余量为10%，则制冷系统所需制冷量Qe，s为：

　　　　Qe，s=1.1×

Qh=1.1×

3488.2W=3837W

　　　　3．将额定空调工况下制冷系统所需制冷量换算成压缩机所需制冷量

（1）额定空调工况下制冷系统所需制冷剂自吸泵千岛杭州的单位质量流量qm，s为：

　　　　qm，s=Qe，s/qe，s=3.837/125.1=0.03067Kg/s。

（2）额定空调工况下压缩机的单位质量制冷量qe，c为：

　　　　qe，c=h1//—h5/=420.434—279.312=141.122KJ/Kg。

　　　　（3）额定空调工况下压缩机的单位体积制冷量qv，c为：

　　　　qv，c=qe，c/υs=141.122/0.081233=1737.250KJ/m3。

　　　　（4）对稳态历程，制冷系统中各组成器件的制冷剂质量流量应当一致，故而额定空调工况压缩机的制冷剂质量流量应为：

　　　　qm，c=qm，s=0.03067Kg/s。

　　　　该工况压缩机所需制冷量Qe，c=qe，c×

qm，c=141.122×

0.03067=4.328KW。

　　　　4．将额定空调工况下压缩机制冷量换算成测短期工况压缩机制冷量

（1）压缩机的测短期工况条件：

　　　　制冷剂冷凝温度tc，t=60℃；

制冷剂的蒸发温度te，t=5℃；

膨胀阀前制冷剂液体过冷度△tsc，t=0℃；

压缩机的吸气温度ts，t=t1/=20℃；

压缩机的转速n=1800r/min；

压缩机吸气管路压降△PS=67.26Kpa；

压缩机排气管路的压降△Pd=81Kpa。

（2）根据制冷剂的蒸发温度te，t和冷凝温度tc，t，查表得测短期工况下，制冷剂的蒸发压力和冷凝压力分别为Pe，t=349.63KPa。

Pc，t=1681.30KPa。

压缩机吸大气的压力力Pst=pe，t—△PS，t=349.63—67.26=282.37KPa.压缩机的排大气的压力力Pd，t=Pc，t+△Pd=1681.30+81=176230KPa。

　　　　（3）根据ts，t和Pst，查表有压缩机测短期工况下吸气比焓hst=415.833KJ/Kg，吸气比体积υst=0.079484m3/Kg。

吸气比熵Ss，t=1.79074KJ/（Kg?

　　　　（4）根据膨胀阀前制冷剂液身体的温度度t4=tc，t—△tsc，t=60℃，查表得自吸泵膨胀阀前制冷剂液体比焓h4=287.397KJ/Kg。

　　　　（5）测短期工况压缩机的单位质量制冷量：

　　　　qe.t=hs.t—h4=415.833—287.397=128.436KJ/Kg。

　　　　（6）测短期工况压缩机单位体积制冷量qv，t为：

　　　　qv，t=qct/υst=128.436/0.079484=1615.872KJ/m3。

　　　　（7）因为额定空调工况下和测短期工况西啊的冷凝压力（冷凝温度）蒸发压力（蒸发压力），排大气的压力力及吸大气的压力力均可不异，则两种工况压缩机的输气系数也不异，即：

λt=λc。

于是所选压缩机在测短期工况下所需制冷量是：

　　　　Qe，t=Qe，c（λt/λc）（qv，t/qv，c）=4.328×

1615.875/1737.25=4.026KW。

　　　　5．测短期工况压缩机所需制冷剂单位质量流量qm，t为：

　　　　qm，t=Qe，t/qe，t=4.026/128.436=0.03135Kg/s。

　　　　6．确定测短期工况下压缩机所需轴功率

（1）根据Pd，t和Ss，t，查表得压缩机等比熵压缩终局的制冷剂比焓hd，s=458.190KJ/Kg，制冷剂温度td，s=85.94℃。

（2）测短期工况下压缩机单位等比熵压缩功Wts，t为：

　　　　Wts，t=hd，s—hs，t=458.190—415.833=42.357KJ/Kg。

　　　　（3）测短期工况下压缩机的理论等比熵功率Pts，t为：

　　　　Pts，t=Wts，t?

qm，t=42.357×

0.03135=1.328KW。

　　　　（4）测短期工况压缩机指示效率ηi，t为：

　　　　ηi，t=Te，t/Tc，t+b?

te，t=（5+273.15）/（60+273.15）+0.002×

5=0.845。

　　　　（5）测短期工况压缩机指示功率Pi，t为：

　　　　Pi，t=Pts，t/ηi，t=1.328/0.845=1.572KW。

　　　　（6）测短期工况下压缩机磨擦功率Pm，t为：

　　　　Pm，t=1.3089D2SinPm×

10-5=1.3089×

（35×

10-3）×

6×

1800×

0.50×

105×

10-5=0.595KW。

　　　　（7）测短期工况下，压缩机所需轴功率Pe，t为：

　　　　Pe，t=Pi，t+Pm，t=1.572+0.595=2.167KW。

　　　　7．根据压缩机的转速n的指定值和Qe，t，Pe，t，qm，t的计算结果粗选择压缩机的型号

　　　　当Qe，t=4.026KW，qm，t=0.03135Kg/s时，压缩无密封自控自吸泵机气缸事情容积约莫在550cm3摆布，试选取压缩机型号是SE5H14。

　　　　8．SE5H14压缩机的校核

　　　　空调系统事情的P—H图：

　　　　压缩机理论排量qvt=138cm3/r，n=1800r/min。

有qvth=138×

60/1003=14.904m3/h。

压缩机的输气系数取λ=0.72.

　　　　则有实际排宇量qvr=λ?

qvth=0.72×

14.904=10.7m3/h。

　　　　查表得：

压缩机标况下比体积υ1=0.06935m3/Kg，以及空调系统各比焓为：

h1=413.2KJ/Kg，h2s=443.5KJ/Kg，h3/=279.3KJ/Kg。

　　　　即有压缩机的质量流量qmr=qvr/υ1=10.7/0.06935=154.3Kg/h。

　　　　实际循环制冷量Qe=qm（h1—h3）=154.3×

（413.2—279.3）/3600=5.74KW。

　　　　压缩机的功率Pe=qmr（h2s—h1）/（3600ηiηm）

　　　　ηi—指示效率　取0.78

　　　　ηm—机械效率　取0.92

　　　　Pe=154.3×

（443.5—413.2）/（3600×

0.78×

0.92）=1.806KW

　　　　实际制冷系数ε=Qe/Pe=5.74/1.806=3.18

　　　　9．选定压缩机

　　　　根据压缩机的校核计算，有压缩机气缸容积Vcy=550cm3；

理论排宇量Vth=138cm3/r；

制冷量可达

　　　　4.026KW；

质量输宇量

　　　　0.03135Kg/s；

压缩机的轴功率Pe，t=1.806<

2.167KW。

　　　　结果表明，在考虑压缩机吸气管路和排气管路压力损掉的条件下，所选SE5H14型压缩机的制冷量、质量输宇量均大于计算结果，压缩机轴功率小于计算结果，纯粹餍足系统运行要求，是能与所指定的车用空调系统相般配的

　　　　冷凝器与蒸发器

　　　　冷凝器和蒸发器是汽车空调系统中两个重要的器件。

她们的效用是使成为事实两种不同温度流体之间喷灌自吸泵的热量交换。

因为汽车空调系统安装在汽车上，其载荷和空间要求是万分苛刻的。

是以，研究高效率的换热器，紧凑密切换热器的结构，使之巩固导热，降低热阻，提高导热效率，提高单位体积的导热平面或物体表面的大。

到达小型轻量化的目的极